Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

кабель оптоволоконный сеть локальный

Хотя существуют сети, которые для передачи данных применяют радиопередачу и другие виды беспроводных технологий, подавляющее большинство ЛВС в качестве передающей среды используют кабель. Чаще всего это кабель с медной жилой для переноса электрических сигналов, но оптоволоконный кабель со стеклянным сердечником, по которому передаются световые импульсы, начинает приобретать все большую популярность.

В последние годы прокладка кабеля стала отделяться от обычных задач, возлагаемых на сетевого администратора. Многие администраторы с большим стажем никогда не укладывали кабель сами и мало с этим знакомы. Во многих случаях прокладка кабеля из витой пары поручается служащим телефонной компании. Обычно почти все работы, связанные с проектированием, настройкой и сопровождением компьютерных сетей, выполняют сторонние фирмы, консультанты в области сетевых технологий делают лишь небольшую их часть.

Несмотря на то, что кабельная система занимает только малую часть от общей стоимости сети (до 6%), она отвечает за 75% времени простоя сети в результате неисправности. Обычно кабель является самым долгоживущим элементом сети. Сервера и другие компоненты могут многократно меняться, прежде чем будет заменена кабельная система. По указанным причинам дополнительные затраты на кабель хорошего качества и его разводку всегда будут стоящими инвестициями. Эта глава описывает виды кабеля для ЛВС, его структуру, используемые для него коннекторы, а также методы прокладки.

1.Свойство кабеля

Протоколы Канального уровня связаны с особенностями применяемого типа кабеля и включают правила прокладки кабеля, в том числе ограничения на максимальную длину сегментов. В некоторых случаях, таких как Ethernet, можно выбрать, какой из видов кабеля будет использоваться. Часть процесса выбора протокола заключается в изучении различных типов кабеля и их пригодности для помещения, где будет проложена сеть. Например, для соединения двух близлежащих зданий оптоволоконный кабель подходит больше, чем медный. С учетом этого фактора необходимо выбрать протокол Канального уровня, который обеспечивает поддержку оптоволоконного кабеля.

Прокладка кабеля может также отчасти зависеть от планировки помещения и правил эксплуатации здания. Обычно доступен кабель двух видов: пленумный и непленумный. Пленум (plenum) -- это пространство между стенами и между полами и потолками, которое служит для вентиляции. Здания, использующие такой тип вентиляции, обычно не имеют вытяжной вентиляционной системы. Для прокладки кабеля через пленум служит специальный пленумный кабель, не выделяющий при горении токсичных газов, которые при попадании в воздух будут через пленум распространены по всему зданию. Пленумный кабель заключен в оболочку из огнеупорного материала (тефлона), которая, в отличие от кабеля с обычной пластиковой оболочкой, при горении не выделяет токсичных газов.

Неудивительно, что пленумный кабель стоит намного дороже, чем поливинилхлоридный. Цена может отличаться в два и даже более раз. При этом пленумный кабель менее гибкий, чем обычный. Тем не менее, при любой прокладке кабеля очень важно выбрать его правильный тип. Если правила эксплуатации здания будут нарушены, то лица, ответственные за их соблюдение, могут принудить убрать кабельную разводку сети и, возможно, даже применят штрафные санкции.

Стоимость, конечно, тоже немаловажный фактор при выборе кабеля. Причем в нее входит не только цена самого кабеля, но также добавочных компонентов, таких как коннекторы и средства монтажа кабеля, сетевые адаптеры, а также затраты на прокладку кабеля. Оптоволоконный кабель благодаря своим достоинствам может показаться идеальным выбором, но стоимость его прокладки, монтажа и собственно самого кабеля способна изменить такое мнение.

В заключение следует сказать, что качество самого кабеля также очень важное обстоятельство при осуществлении выбора. Если прийти в компьютерный магазин с целью приобрести уже готовый кабель 10BaseT, то альтернатива будет выражаться только в различной длине предлагаемого кабеля. Поставщики, которые предоставляют свободный выбор, имеют множество типов кабеля, различающихся по конструкции, свойствам и, конечно, цене.

В зависимости от типа кабеля, хороший поставщик может предложить кабель в бухте и уже готовый для монтажа. Кабель в бухте (представляет собой "голый" кабель без коннекторов) может быть доступен в двух вариациях: пленумный и непленумный. Свойства кабеля могут зависеть от различных факторов.

q Сечение жилы. Сечение - это диаметр проводника внутри кабеля. При измерении используется шкала американской классификации проводов (AWG, American Wire Gauge). Чем меньше значение AWG, тем толще провод. Таким образом, кабель 24 AWG тоньше, чем 22 AWG. Более толстый проводник обеспечивает лучшую проводимость и защиту от затухания сигнала

q Категория. Некоторые типы кабеля классифицируются согласно стандартам, таким как EIA/TIA. Кабель из витой пары, например, имеет категорию, которая определяет его свойства.

q Экранированный и неэкранированный. Существуют разновидности кабеля с оболочкой, обеспечивающей различные уровни защиты от электромагнитного излучения. Экран обычно представляет собой фольгу или медную сетку, причем сетка обеспечивает лучшую защиту.

q Сплошная или плетеная жила. Кабель со сплошной металлической жилой обеспечивает лучшую защиту от затухания сигнала, которое имеет место при передаче на большие расстояния. Однако сплошная жила делает кабель более жестким. Если периодически сгибать. Такой кабель, то проводник внутри его может обломиться. Таким образом, кабель со сплошной жилой следует использовать для постоянной кабельной разводки внутри стен, которая не будет в дальнейшем перемещаться. (Имейте в виду, что кабель во время укладки может быть загнут под различными углами для обхода препятствий и частое сгибание может его повредить.) Кабель с жилой, сплетенной из нескольких проводов, можно свободно сгибать без какого либо ущерба для него, но он более подвержен затуханию сигнала. Следовательно, плетеный кабель лучше прокладывать на небольшие расстояния, например, от настенной розетки до компьютера.

Все эти особенности, естественно, сказываются на стоимости кабеля. Кабель с маленьким AWG-значением толщины дороже, чем с высоким, Чем выше категория, тем выше стоимость. Экранированный дороже неэкранированного, а кабель со сплошной жилой более дорогой, чем кабель с плетеной жилой. Помимо самого кабеля, хороший поставщик должен иметь все необходимое оборудование для монтажа коннекторов и сами коннекторы.

В готовом фабричном кабеле присутствуют уже присоединенные коннекторы, он может различаться цветом и длиной, а также перечисленными выше характеристиками. Кабель высокого качества обычно имеет рифленый колпачок вокруг коннектора, что делает соединение коннектора с концом кабеля более плотным. Колпачок предотвращает отсоединение и потерю коннектёра, защищает контакты от сгибания и уменьшает помехи от сигналов в соседних жилах, называемые переходными или перекрестными помехами (crosstalk). У дешевого кабеля коннекторы просто присоединены к концам без дополнительной защиты.

Стандарты кабельных систем

До 1991 года характеристики кабельных систем ЛВС задавались производителями сетевого оборудования. Это часто приводило к несовместимости используемого оборудования, и потребовало необходимость разработки стандарта, который определил бы единую кабельную систему, поддержанную большим количеством разных сетевых технологий. Ответом на поставленный, вопрос стал документ ANSI/EIA/ПА-568-1991 Commercial Building Telecommunication Cabling Standard (стандарт телекоммуникационной кабельной системы коммерческих зданий), разработанный Американским национальным институтом стандартов (ANSI, American National Standards Institute), Ассоциацией электронной г1ромышленности (EIA, Electronic Industry Association) и Ассоциацией промышленности средств связи (TIA, Telecom- munication Industry Association). В 1995 году этот документ был переработан и сейчас известен как ANSI/TIA/EIA-T568-A.

2.Стандарт ANSI/TIA/EIA-Т568-А

Стандарт Т5б8-А определяет кабельную систему для передачи речи и данных в офисных коммуникациях, введенных в эксплуатацию за последние десять лет. Он поддерживает оборудование от большого количества поставщиков и позволяет использовать для различных целей следующие типы кабеля:

· неэкранированную витую пару (UTP: 100 Ом, 22 или 24 AWG);

· экранированную витую пару (STP -- 150 Ом);

· многомодовое оптоволокно (62,5/125 мкм);

· одномодовое оптоволокно (8,3/125 мкм).

Для каждого типа кабеля стандарт определяет следующие элементы:

1. характеристики кабеля и технические критерии, помогающие определить уровень производительности;

2. топологию и длину сегментов кабеля;

3. спецификации коннекторов и схему расположения выводов.

Документ также включает правила для прокладки кабеля внутри здания. С этой позиции здание разделяется на несколько подсистем.

q Вход в здание (building entrance). Место, в котором сопрягаются внешняя и внутренняя кабельные системы здания.

q Аппаратная комната (equipment room). Месторасположение оборудования, которое позволяет обеспечивать такие же функции, как и телекоммуникационный шкаф, только они могут быть более разнообразными.

q Телекоммуникационный шкаф (telecommunication closet). Месторасположение локального телекоммуникационного оборудования, такого как интерфейс между горизонтальной кабельной разводкой и магистральной линией связи.

q Магистраль (backbone cabling). Кабельная система, которая соединяет различные аппаратные комнаты, телекоммуникационные шкафы и точки входа в здание, а также служит соединением между сетевыми подсистемами, расположенными в разных зданиях.

q Горизонтальная кабельная разводка (horizontal cabling) Кабельная система и аппаратное обеспечение, используемые для соединения телекоммуникационных шкафов с рабочей областью.

q Рабочая площадка (work area). Компоненты для присоединения телекоммуникационных отводов к рабочим станциям.

Таким образом, кабельная система в современном здании может выглядеть примерно так, как показано на рис. Соединение с внешней телефонной линией и другими сервисами осуществляется в точке входа в здание и дальше идет к аппаратной комнате, в которой расположены PBX (Private Branch eXchange, телефонная система для частного пользования, офисная АТС), сетевые серверы и другое оборудование. Магистральная сеть соединяет аппаратную комнату с различными телекоммуникационными шкафами, расположенными по всему зданию. В шкафах размещено оборудование для сопряжения сетей, такое как коммутаторы, мосты, маршрутизаторы или концентраторы. От телекоммуникационных шкафов к рабочим площадкам отходят ответвления горизонтальной кабельной разводки, которые заканчиваются настенными розетками. Рабочая площадка состоит из коммутационных кабелей, соединяющих компьютеры и другое оборудование с настенными розетками. Это, конечно, очень упрощенная схема. Стандарт Т568-А в сочетании с другими стандартами TIA/EIA представляет собой совокупность правил для различных типов кабельной разводки внутри подсистем и между ними, которыми можно руководствоваться для создания плана монтажа применительно к конкретному помещению и оборудованию. Некоторые другие стандарты перечислены ниже:

q TIA/EIA-569, Commercial Building Standard for Telecommunications Pathways and Spaces (стандарт для телекоммуникационных магистралей и рабочих площадок коммерческих зданий);

q TIA/EIA-606, Administration Standard for the Telecommunications Infrastructure of Commercial Buildings (организационный стандарт для телекоммуникационной инфраструктуры коммерческих зданий);

q TIA/KIA-607, Ground and Bonding Requirements for Telecommunications in Commercial Buildings (требования к заземлению и соединениям в телекоммуникациях коммерческих зданий).

При выполнении офисной кабельной разводки следует хорошо ознакомиться с этими стандартами и соблюдать требования, изложенные в них.

3.Стандарт IS0 11801 Е 1995

Помимо ANSI/TIA/EIA-T568-А, который содержит спецификации кабельной разводки, применяемой в Соединенных Штатах, Международная организация по стандартизации (ISO, International Organization for Standardization) опубликовала стандарт ISO 11801Е 1995, более часто использующийся в Европе стандарт кабельной системы. Основанный на Т568-А, этот стандарт расширяет множество типов кабеля, добавляя кабель STP с волновым сопротивлением 100 и 120 Ом, который очень популярен во Франции и. других европейских странах.

Стандарты протоколов Канального уровня

Протоколы, традиционно связываемые с Канальным уровнем модели OSI, такие как Ethernet, Token Ring и FDDI, также перекрывают Физический уровень, который содержит спецификации для кабельной разводки. Исходя из чего стандарты Ethernet и Token Ring, тождественные стандартам, разработанным рабочей группой IEEE 802, а также стандарт ANSI XЗT9.5, относящийся к FBI, могут быть названы стандартами кабельной сети. Однако эти документы не углубляются в. детали разработки кабельной сети предприятия и свойства кабеля, как это делается в Т568-А.

Коаксиальный кабель

Первая коммерчески успешная технология для ЛВС, появившаяся в 1971 году, использовала в качестве среды передачи данных коаксиальный кабель. Коаксиальный кабель состоит из центрального проводника, одножильного или многожильного, и внешней экранирующей оплетки, являющейся вторым проводником. Многие виды медного кабеля имеют два отдельных проводника, таких как стандартный электрический кабель, но в большинстве из них провода расположены рядом друг с другом, но внутри изоляционной оболочки, которая разделяет и защищает их. Коаксиальный кабель, наоборот, имеет круглое сечение с медным сердечником в центре, который представляет собой первый проводник. Он и переносит настоящий сигнал. Слой диэлектрика вокруг сердечника отделяет его от второго проводника из металлической сетки, который играет роль "земли". Как и в любом электрическом кабеле, проводник, переносящий сигнал, должен быть изолирован от заземления, иначе возникнет короткое замыкание, в данном случае приводящее к шумам в кабеле. Наличие изолирующего слоя между проводниками уточняет определение коаксиального кабеля.

1- центральный провод (жила)

2- изолятор центрального провода

3- экранирующий проводник (экран)

4- внешний изолятор и защитная оболочка

Примечание

Коаксиальный кабель может иметь сплошную и плетеную жилу. Упомянутое различие отражается в его маркировке. Маркировочный постфикс /U обозначает сплошную жилу, а А/U - плетеную. Таким образом, сеть Thin Ethernet (" тонкий" Ethernet) может быть смонтирована как кабелем RG-58/U, так и кабелем RG-58А/U.

В сетевых технологиях применяются несколько типов коаксиального кабеля, которые, несмотря на почти одинаковый внешний вид, отличаются друг от друга своими свойствами. В табл. 1 перечислены различные типы коаксиального кабеля. Протокол Канального уровня отвечает за выбор определенного типа кабеля, свойства которого обуславливаются спецификациями и ограничениями кабельной прокладки. Параметр затухания сигнала в кабеле, например, определяет возможную максимальную длину сегмента кабеля. Погонное затухание (attenuation) - это уменьшение мощности сигнала при распространении его по кабелю. Столбец "Затухание" в таблице отражает, насколько сильно уменьшается уровень (в децибелах) сигнала частотой 100 МГц на каждую сотню футов (около 30,5 м) кабеля. Меньшая величина означает и меньшее ослабление сигнала, свидетельствующее о том, что сигнал может быть передан на большее расстояние, прежде чем станет неразличим.

Таблица - характеристики коаксиальных кабелей:

Тип	Z,Ом	Коэфф укоро- чения	Емкость в пФ/м	Внешний диаметр в мм	Материал	Макс Uэфф кВ	Коэф.затух. дБ/м,MHz: 27/300/900
RG-8A/U	52,0	0,66	88,5	10,3	ПЭ	5,0	,32 1,6 3,0
RG-8/U	50,0	0,80	76,2	10,3	ППЭ	1,5	,26 1,0 1,7
RG-11A/U	75,0	0,66	61,8	10,3	ПЭ	5,0	,35 1,6 3,0
RG-11/U	75,0	0,80	50,7	10,3	ППЭ	1,6	,25 1,0 1,7
RG-58A/U	53,5	0,66	85,5	5,0	ПЭ	1,9	,65 3,5 6,0
RG-58B/U	53,5	0,66	85,5	5,0	ПЭ	1,9	,65 3,5 7,0
RG-58C/U	50,0	0,66	92,4	5,0	ПЭ	1,9	,65 3,5 7,0
RG-58/U	53,5	0,79	85,5	5,0	ППЭ	1,9	,60 2,2 3,0
RG-59B/U	73,0	0,66	69,0	6,2	ПЭ	1,9	,60 2,2 3,0
RG-59/U	75,0	0,79	50,7	6,2	ППЭ	0,8	,50 1,6 2,8
RG-71A/U	93,0	0,66	46,0	6,2	ПЭ	1,8	,50 1,6 2,8
RG-71B/U	93,0	0,66	46,0	6,2	ПЭ	1,8	,50 1,6 2,8
RG-71/U	93,0	0,84	92,4	6,2	ППЭ	0,8	,26 1,0 1,7
RG-174A/U	50,0	0,66	92,0	2,5	ПЭ	1,5	2,0 5,5 >10
RG-178B/U	50,0	0,70	95,0	1,5	ПЭ	1,2	2,2 8,0 >10
RG-179B/U	75,0	0,70	63,0	2,5	ПЭ	1,2	1,9 5,0 8,5
RG-213/U	50,0	0,66	92,0	10,3	ПЭ	5,0	,32 1,6 3,0
RG-216/U	75,0	0,66	71,8	10,8	ПЭ	5,0	,32 1,6 3,0
РК-50-2-12	50,0	0,76		3,2	МС/ПЭ/МС		2,0
РК-50-2-16	50,0	0,76		3,2	МЛ/ПЭ/МЛ		1,0
РК-50-3-13	50,0	0,76		4,4	М/ПЭ/МЛ		,70
РК-50-4-11	50,0	0,76		9,6	М/ПЭ/М		,50
РК-50-7-11	50,0	0,76		10,0	М/ПЭ/М		,40
РК-50-7-12	50,0	0,76		11,2	М/ПЭ/М		,40
РК-50-9-11	50,0	0,76		12,2	М/ПЭ/М		,34
РК-50-1111	50,0	0,76		14,5	М/ПЭ/М		,28

Толщина кабеля также оказывает большое влияние на процесс прокладки. Слои меди и изоляции внутри кабеля представляют собой сплошную массу, в отличие от витой пары, состоящей из отдельных проводов и воздушной прослойки между ними. Поэтому коаксиальный кабель сравнительно тяжелый и жесткий, и, естественно, чем толще кабель, тем он тяжелее и жестче. Эти свойства затрудняют укладку кабеля.

Сети на основе коаксиального кабеля используют шинную топологию, образуемую компьютерами, которые присоединяются к сегменту кабеля по всей его длине. Каждый сигнал, переданный рабочей станцией по кабелю, распространяется в обоих направлениях до концов кабеля и достигает всех рабочих станций. На концах шины должны быть размещены резисторы (называемые терминаторами), которые поглощают принимаемый ими сигнал, снижая напряжение до нуля. Без терминаторов сигнал отражался бы от концов кабеля и возвращался обратно, вызывая повреждение данных.

По сравнению с другими типами кабеля коаксиальный кабель сравнительно мало эффективен для передачи данных по сети. Сеть Ethernet, построенная на основе коаксиального кабеля, ограничена пропускной способностью 10 Мбит/с. Последующий переход на более высокую скорость передачи, как в случае с кабелем из витой пары и Fast Ethernet, для нее невозможен. Со случаями применения коаксиального кабеля можно столкнуться в сетях, развернутых несколько лет назад. В новых сетях Ethernet он фактически не применяется. В следующих ниже разделах рассматривается использование различных типов кабеля, и обсуждаются ограничения и преимущества, связанные с применением того или иного типа.

Толстый Ethernet

Кабель RG-8/U обычно называется магистральным кабелем для толстого Ethernet (thick Ethernet trunk cable), что связано с его непосредственным использованием. RG-8/U, применяемый в сети "толстый Ethernet", обеспечивает наименьшее затухание среди всех видов коаксиального кабеля. Это свойство в большой мере связано с тем, что он толще всех остальных видов. Поэтому сеть "толстый Ethernet" может иметь сегменты длиной до 500 м, в то время как в тонком Ethernet они ограничены дистанцией 185 м.

Диаметр кабеля RG-8/U равен 0,405 дюйма (около 1 см). Кабель напоминает по внешнему виду садовый шланг, но только при этом он тяжелее и более жесткий, что затрудняет его укладку вокруг углов. Поэтому обычно такой кабель прокладывается по полу помещения. В спецификации Ethernet указано, что для подключения каждого компьютера к кабелю RG-8/U следует использовать кабель интерфейса подключаемых устройств (AUI, Attachment Unit Interface). Кабель RG-58А/U, применяемый в сети "тонкий Ethernet", напротив, тоньше, легче и гибче, что позволяет подключать его непосредственно к сетевому адаптеру. RG-8/U также намного дороже, чем другие виды коаксиального кабеля, и это может быть одной из причин его редкого использования сегодня. Для сравнения: бухта непленумного кабеля RG-8/U длиной 500 футов (около 152 м) у одного из поставщиков стоит 399 $, тогда как стоимость RG-58А/U такой же длины составляет 129 $. Пленумный кабель еще дороже: 1049 $ за 500 футов RG-8/U и 259 $ за RG-58А/U.

Кабель "толстый Ethernet" обычно желтого цвета (поливинилхлоридная оболочка) или оранжево-коричневого (тефлона), и через каждые 2,5 м на нем стоят черные метки в местах, куда предположительно должны подключаться рабочие станции. Для подключения рабочей станции к кабелю преимущественно применяется специальное приспособление, известное как "зуб вампира" (vampire tap). "Зуб вампира" -- это зажим, который присоединяется к кабелю, после того как прокалывает отверстие в его оболочке. Он имеет металлические зубцы, которые вонзаются в проводящую жилу (рис. 4.3). "Зуб вампира" также включает трансивер (внешний по отношению к компьютеру), который размещается непосредственно на кабеле и подключается к сетевому адаптеру AUI-кабелем с 15-контактными коннекторами DB-15 на обоих концах.

Примечание:

Длина AUI-кабеля может достигать 50 метров, что является важным фактором при планировании конфигурации сети. В большинстве случаев магистраль "толстый Ethernet" проходит через комнату вдоль стены, и все компьютеры подключаются к ней.

При таком способе соединения нет необходимости в разрезании кабеля "толстый Ethernet" в точке подключения каждой рабочей станции. Спецификация Ethernet рекомендует применять один непрерывный сегмент, когда это только возможно, и даже указывает места, где должны располагаться разрывы, если в последних есть необходимость. Для соединения концов кабеля "толстый Ethernet" в точках разрыва применяются N-коннекторы. Также на обоих концах шины используются специальные N-коннекторы с резисторами, играющие роль терминаторов.

Характеристики:

IEEE 10Base5 или "толстый" Ethernet - самый старый стандарт среди остальных. В настоящее время затруднительно найти в продаже новое оборудование для построения сети на этом стандарте. Основные его параметры:

Используемая топология	Общая шина
Используемый провод	Коаксиальный кабель толстый (так называемый "желтый") с волновым сопротивлением 50 Ом.
Максимальная длина сегмента (отрезок сети без повторителя, ограниченный терминаторами)	500метров (1640 футов)
Минимальное расстояние между точками подключения	2,5 метра (8,2 фута)
Максимальное количество точек подключения к сегменту	100
Максимальное количество сегментов сети	5
Устройства подключаются к сети посредством устанавливаемого на кабель трансивера (transceiver - MAU, Media Access Unit).
Максимальная длина трансиверного кабеля (длина кабеля между трансивером и устройством)	25 метров

При подключении используется разъем (AUI) 15 pin:

Таблица

1	Control In Circuit Shield
2	Control In Circuit A
3	Data Out Circuit A
4	Data In Circuit Shield
5	Data In Circuit A
6	Viltage Common
9	Control In Circuit B
10(A)	Data Out Circuit B
11(B)	Data Out Circuit Shield
12(C)	Data In Circuit B
13(D)	Viltage Plus
14(E)	Viltage Shield Shell Protective Ground
3 Data Out Circuit A 10 Data Out Circuit B 11 Data Out Circuit Shield	5 Data In Circuit A 12 Data In Circuit B 4 Data In Circuit Shield	2 Control In Circuit A 9 Control In Circuit B 1 Control In Circuit Shield	6 Viltage Common 13 Viltage Plus 14 Viltage Shield Shell Protective Ground

Разъем, расположенный на трансивере (папа):

Название "Transceiver" происходит от английских слов transmiter (передатчик) и receiver (приемник).

Трансивер позволяет станции передавать в и получать из общей сетевой среды передачи. Дополнительно, трансиверы Ethernet определяют коллизии в среде и обеспечивают электрическую изоляцию между станциями.

10Base2 и 10Base5 трансиверы подключаются напрямую к среде передачи (кабель) общая шина. Хотя первый стандарт обычно использует внутренний трансивер, встроенный в схему контроллера и Т-коннектор для подключения к кабелю, а второй (10Base5) использует отдельный внешний трансивер и AUI-кабель или трансиверный кабель для подключения к контроллеру.10BaseF, 10BaseT, FOIRL также обычно используют внутренние трансиверы.

Надо сказать, что существуют так же внешние трансиверы для 10Base2, 10BaseF, 10baseT и FOIRL, которые подключаются к порту AUI или напрямую или через AUI-кабель.

Пример внешнего трансивера для 10Base2:

Из-за присущих ему недостатков, таких как высокая стоимость и жесткость и, несмотря на лучшую, чем у тонкого Ethernet производительность, "толстый Ethernet" никогда не употребляется для прокладки новых сетей Ethernet и очень редко встречается в уже существующих.

Тонкий Ethernet

Главное преимущество кабеля RG-58, применяемого для тонкого Ethernet, перед RG-8 - это его гибкость. Благодаря указанному достоинству упрощается процесс прокладки сети, и появляется возможность подвести кабель прямо к компьютеру, не используя для этого AUI-кабель. Однако, по сравнению с витой парой, кабель "тонкий Ethernet" все еще неудобен и трудно скрываем по причине того, что каждая рабочая станция должна иметь два кабеля, подключенных Т-коннектором к сетевому адаптеру. Вместо аккуратных настенных розеток с разъемами для коммутационных кабелей, в кабельной системе тонкого Ethernet для каждого компьютера из стены торчат два толстых, достаточно жестких отвода.

В результате, шина разделяется на отрезки кабеля произвольной длины, которые соединяют каждый компьютер со следующим, что является противоположностью шине толстого Ethernet, в идеале состоящей из одного длинного сегмента кабеля, проколотого "зубами" по всей его длине. Это качество вносит большое отличие в функционирование сети, так как если одно из двух соединений, подведенных к каждому компьютеру, будет нарушено по любой из причин, то шина будет разорвана. Когда такое происходит, нарушается сетевое взаимодействие между системами, расположенными по разные стороны от разрыва, а отсутствие терминаторов на концах кабеля приводит к повреждению всего сетевого трафика.

Кабель RG-58 использует BNC-коннекторы (Bayonet-Neil-Concelman) для сопряжения с Т-коннекторами и Т-коннекторы для подключения к сетевому адаптеру компьютера. Даже на пике своей популярности кабель "тонкий Ethernet" обычно поставлялся в бухтах, и коннекторы к нему присоединял специалист, монтировавший сеть, или администратор. Процесс присоединения BNC-коннектора начинается с удаления изоляции на конце кабеля с той целью, чтобы оставить оголенными "землю" и медный сердечник. После этого по частям подстыковывается коннектор (кабель пропускается сквозь гильзу, клемма насаживается на сердечник) и обжимается гильза, так, чтобы зажать кабель и зафиксировать на нужном месте клемму. Для выполнения описанной операции служит специальный инструмент, похожий на плоскогубцы. Он называется обжимными клещами (crimper). Присоединение BNC-коннекторов (или терминатор) требует соответствующих навыков, которые приобретаются на практике. Неплотно обжатые коннекторы легко соскальзывают с кабеля или, хуже того, теряются, что приводит к нарушению электрического контакта. В результате сеть работает с непостоянной производительностью и случайными перебоями, причину которых сложно выявить без соответствующего оборудования для тестирования кабеля. Из-за подобных нарушений соединений "тонкий Ethernet" приобрел репутацию капризной и временами ненадежной сети.

Терминатор

Это разъем (папа) с запаянный в нем, между центральным и внешним контактами, резистором. Сопротивление резистора должно равняться волновому сопротивлению кабеля. Для сетей типа 10Base-2 или тонкий Ethernet эта величина составляет 50 Ом. Только один терминатор в сегменте 10Base2 может быть заземлен (а может и вообще не заземляться). Для заземления используется терминатор с цепочкой и контактом на ее конце. Для 10Base5 заземление одного и только одного из терминаторов (точнее, одной из точек сегмента) обязательно.

Кабель RG-58 дешевле, чем RG-8, и имеет много разновидностей, но, несмотря на все эти факторы, "тонкий Ethernet" - "мертвая" технология. Относительная сложность реализации топологии "шина" и ограниченная скорость передачи данных по коаксиальному кабелю делают непрактичным применение рассмотренной технологии в современных ЛВС.

Технология ARCNET

ARCNET (Attached Resources Computing Network, вычислительная сеть с присоединенными ресурсами) - единственная отличная от Ethernet технология, использующая коаксиальный кабель. Несмотря на все сходство с толстым Ethernet, в сетях ARCNET применяется кабель RG-62А/U с волновым сопротивлением 93 Ом, и кабели для двух этих сетей не взаимозаменяемы. ARCNET представляет собой сеть с передачей маркера, которая работает только на скорости 2,5 Мбит/с и может образовывать смесь из топологий "шина" и "звезда". В настоящее время сетевое оборудование для ARCNET не производится, но в свое время она являлась достаточно работоспособным и недорогим сетевым решением.

Кабельное телевидение

Существующее положение, при котором коаксиальный кабель достаточно редко задействуется в ЛВС, еще не означает, что он полностью исчерпал свою полезность. Антенны, радио и, в особенности, кабельное телевидение до сих пор активно его применяют. Кабель, доставляющий телевизионный сигнал в дом, - коаксиальный RG-59 с волновым сопротивлением 75 Ом. Чаще всего он используется для широкополосной передачи (по одному кабелю передаются несколько частотно разделенных сигналов одновременно). Этот кабель похож на "толстый Ethernet", но имеет другие свойства и требует других коннекторов. F-коннекторы для кабельного телевидения выполнены в виде штекеров, в то время как BNC-коннекторы применяют байонетный механизм крепления. Многие поставщики кабельного телевидения применяют один и тот же коаксиальный кабель для обеспечения доступа абонентов в Интернет, а также для передачи телевизионных сигналов. При таком подходе коаксиальный кабель подсоединяется к кабельному модему, который подключается к компьютеру Ethernet-кабелем 10BaseT. Однако, несмотря на то, что коаксиальный кабель может быть частью сети Ethernet, не путайте его с тонким Ethernet, использующим другой тип коаксиального кабеля и узкополосную передачу.

Кабели на основе витой пары

Кабель из витой (скрученной пары) пары является на сегодняшний день стандартом для ЛВС. По сравнению с коаксиальным кабелем он проще в прокладке, подходит для большого количества различных предметных областей и обеспечивает намного лучшую производительность. Однако, вероятно, самым большим преимуществом витой пары является то, что она уже используется бесчисленным количеством телефонных систем по всему миру. Это означает, что огромное число подрядчиков хорошо знакомы с процедурой монтажа такой проводки, и в новых зданиях разводка кабеля для ЛВС может осуществляться одновременно с прокладкой телефонного кабеля.

В отличие от коаксиального кабеля, который имеет только один проводник, переносящий сигнал, и "землю", кабели на основе витой пары (ТР, twisted pair), применяемые в структурированных кабельных сетях, имеют до четырех пар изолированных медных проводов в одной металлической оплетке или без нее (различают неэкранированный [UTP] и экранированный [STP] кабели). Каждая пара проводов для защиты от переходного затухания, вызванного электромагнитными помехами от соседних пар и внешних источников, скручивается с различным шагом - количеством витков на дюйм.

Кабель "Twisted Pair" - "Витая пара", состоит из "пар" проводов, закрученных вокруг друг друга и одновременно закрученных вокруг других пар, в пределах одной оболочки. Каждая пара состоит из провода, именуемого "Ring" и провода "Tip". (Названия произошли из телефонии). Каждая пара в оболочке имеет свой номер, таким образом, каждый провод можно идентифицировать как Ring1, Tip1, Ring2, Tip2, и т.д. Дополнительно к нумерации проводов каждая пара имеет свою уникальную цветовую схему:

Синий / белый с синей полосой для 1-ой пары;

Оранжевый / белый с оранжевой полосой - для 2-й;

Зеленый / белый с зеленой полосой - для 3-й;

Коричневый / белый с коричневой полосой - для 4-й.

И так далее до 25 пар. Для каждой пары проводов Ring-пpовод окрашен в основной цвет с полосками дополнительного, а Tip-пpовод - наоборот. Например, для пары 1 Ring1-пpовод будет синий с белыми полосками, а Tip1-провод - белый с синими полосками. На практике, когда количество пар невелико (4 пары), часто не применяется окраска основного провода полосками цвета дополнительного. В этом случае провода имеют цвет в парах: Синий и белый с синими полосками Оранжевый и белый с оранжевыми полосками Зеленый и белый с зелеными полосками Коричневый и белый с коричневыми полосками.

Для обозначения диаметра провода часто применяется американская мера - AWG (American Wire Gauge) (gauge-калибр, диаметр). Нормальный провод для использования в 10Base-T соответствует 22 или 24 AWG. Причем чем меньше диаметр провода, тем больше эта величина. Согласно стандартам, провод делится на несколько категорий по своей "пропускной способности".

ANSI/EIA/TIA-568, ISO/IEC 11801
Тип провода	Область применения
Category 1 (Cat.1)	Используется для телефонных коммуникаций и не подходит для передачи данных
Cat.2	Используется для передачи данных со скорость до 4 Мбит в секунду (Mbps) включительно.
Cat.3	Используется для передачи данных со скорость до 10 Мбит в секунду (Mbps) включительно. Применяется в сетях 10Base-T
Cat.4	Используется для передачи данных со скорость до 16 Мбит в секунду (Mbps) включительно. Применяется в сетях Token Ring
Cat.5	Используется для передачи данных со скорость до 100 Мбит в секунду (Mbps) включительно. Применяется в сетях 100Base-TX и других, требующих такую скорость.
Предварительные (draft) стандарты
Тип провода	Область применения
Cat.5+	Сертифицирован для частоты до 300 МГц включительно. (IEC 46 Commity draft)
Cat.6	Сертифицирован для частоты до 600 МГц включительно. (DIN 44312-5 Draft)

Обычно на проводе написано, к какой категории он относится. Например: " ...CATEGORY 5 UTP..." Международный стандарт ISO/IEC 11801 - эквивалентен EIA/TIA-568.

Неэкранированная витая пара (UTP)

Внешняя оболочка кабеля "витая пара" может быть либо сравнительно тонкой, как у неэкранированной витой пары (UTP, unshielded twisted-pair), либо толстой, как в экранированной витой паре (STP, shielded twisted-pair). Из этих двух типов кабеля более часто используется UTP. Большинство офисных сетей Ethernet построены на UTP. Кабель UTP использует медные проводники диаметром 22 или 24 по шкале AWG с характеристическим импедансом 100 Ом. Оболочка может быть пленумной и непленумной.

Помимо основных спецификаций, стандарт TIA/EIA-Т568-А определяет уровни производительности для кабеля UTP, согласно которым кабель разделяется на пять категорий. Чем выше категория кабеля, тем более эффективно он может передавать данные. Основное отличие между категориями кабеля заключается в количестве витков каждой пары проводов. В табл. перечислены категории, определенные в стандарте T568-А, их скоростные характеристики и области применения.

Категория	Полоса частот	Применение
1	до 0 МГц	Телефон; POTS (Plain Old Telephone System, услуги традиционной телефонии); системы сигнализации
2	до 1 МГц	Телефон; миникомпьютеры IBM и терминалы; ARCNET; LocalTalk
3	до 16 МГц	Телефон; 10BaseT Ethernet; 4 Мбит/с Token Ring; 100BaseT4; 100VG-AnyLan
4	до 20 МГц	16 Мбит/с Toking Ring
5	до 110 Мгц	OC-3 (ATM); SONet

Кабель категории 3 традиционно используется в телефонии, также он пригоден для сетей Ethernet 10BaseT, которые функционируют на скорости 10 Мбит/с. Категория 3 не подходит для полосы пропускания 100 Мбит/с сети Fast Ethernet, исключая случай 100BaseT4, который специально разработан в расчете на кабель этой категории. Только 100BaseT4 (а также крайне малоуспешный протокол 100VG-AnyLAN) могут работать с этим кабелем, так как они задействуют все четыре пары проводов для передачи данных, в то время как стандартные технологии применяют только две пары.

Кабель категории 4 обеспечивает незначительное увеличение производительности по сравнению с категорией 3, и одно время поддерживался сетями Token Ring.

Большинство современных UTP-сетей построены на кабеле категории 5, так как он обеспечивает значительный прирост быстродействия и поддерживает передачу с частотой до 100 МГц. Даже если на настоящий момент сеть использует 10BaseT, большинство администраторов предпочитают кабель категории 5, предвидя будущий переход на Fast Ethernet или другую высокоскоростную технологию.

Примечание:

Хотя деление на категории TIA/EIA относится в основном только к кабелю, другие сетевые компоненты, относящиеся к сетевой среде передачи данных, также разбиваются на категории. Для создания кабельной системы, полностью совместимой с категорией 5, требуется, чтобы все коннекторы, настенные розетки, коммутационные панели и другие компоненты также соответствовали категории 5.

Стандарты, следующие за категорией 5

В то время как кабель категории 5 успешно используется в сетях с пропускной способностью 100 Мбит/с, таких как Fast Ethernet, технология продолжает развиваться. И сегодня доступны устройства для Gigabit Ethernet, обеспечивающего пропускную способность 1 Гбит/с (1000 Мбит/с). Чтобы приспособиться к этим ультравысоким скоростям, классификация кабеля UTP также продолжает расширяться. Однако процесс разработки и принятия стандартов TIA/EIA медленнее (намного), чем темпы развития технологии, в результате чего на рынке присутствуют виды кабеля, выходящие за границы самой высокой из действующих на сегодня категорий - категории 5. Их статус еще не определен официальными стандартами.

Компания Anixter, Inc., играющая видную роль в развитии стандартов TIA/EIA, разработала свою собственную классификацию кабеля. В ней кабель, в противоположность категориям, разбивается на уровни (levels). В табл. перечислены уровни, предлагаемые Anixter, которые следуют за текущей 5 категорией.

Level 5 удваивает полосу частот, определенную категорией 5, до 200 МГц, чтобы соответствовать международному стандарту ISO 11801. Кабели этого уровня обеспечивают пропускную способность до 1,2 Гбит/с, что позволяет использовать их для передачи информации в сетях Gigabit Ethernet. Оборудование, поддерживающее этот стандарт, ныне называется усовершенствованной категорией 5 (Category 5 Enhanced или Category 5Е). Помимо указанного существуют и другие названия. Level б увеличивает ширину полосы частот до 350 МГц, а Level 7 - до 400 МГц. Сейчас на рынке можно найти кабель, для обозначения уровня производительности которого принята данная классификация.

Уровень	7 Полоса частот
Level 5	200 МГц
Level 6	350 МГц
Level 7	400 МГц

TIA/EIA также работает над расширением стандарта, которое, по всей видимости, не будет соответствовать уровням Anixter. Усовершенствованная категория 5 включает проверку на перекрестные наводки, для которых чаще используется термин "переходное затухание", а именно переходное затухание на ближнем конце (NEXT, near-end crosstalk), переходное затухание на дальнем конце (FEXT, far-end crosstalk) и потери на отражение ("обратное затухание) сигнала (RL, return loss). Категория б введена, чтобы удвоить полосу частот категории 5 до 200 МГц, а категория 7 (стандарт которой находится еще только на ранних стадиях разработки) - до 750 МГц. На настоящий момент оборудование, соответствующее этим спецификациям, еще не производится.

Схема расположения контактов коннекторов

Кабель "витая пара" завершается на обоих концах коннекторами IU-45 (R3 - акроним для Registered 3ack, стандартный штекер) - это 8-контактная версия 4-контактного коннектора И-11 для стандартного телефонного кабеля. Схема расположения контактов для коннекторов, которая также определяется в стандарте TIA/Е1А-T568-А, приведена на рис. Она известна под названием назначение контактов 5б8А. Однако другие стандарты, предшествующие Т1А/EIA-Т568-А, предусматривают альтернативную схему расположения выводов.

Вилка "RJ-45" похожа на вилку от импортных телефонов, только немного большего размера и имеет восемь контактов.

1 - контакты 8 шт.

2 - фиксатор разъема

3 - фиксатор провода

Вилки делятся на экранированные и неэкранированные, со вставкой и без, для круглого и для плоского кабеля, для одножильного и для многожильного кабеля, с двумя и с тремя зубцами.

Полезно вместе с вилкой на кабель устанавливать защитный колпачок.

Для защиты кабеля от возможного переломления в месте крепления вилки RJ-45 применяется защитный колпачок. Выпускается различных цветов, что удобно для маркировки кабеля и бывает как разборного, так и неразборного типа. Колпачок неразборного типа необходимо надевать на кабель до установки вилки. Разборный колпачок состоит из двух половинок с замком и его можно установить после монтажа вилки на кабель.

Вилка со вставкой

Расплетенные и расположенные в соответствии с выбранным вами способом, провода кабеля вставляются во вставку до упора, лишнее обрезается, затем вставка вместе с кабелем вставляется в вилку. Вилка обжимается. При данном способе монтажа длина расплетения получается минимальной, монтаж проще и быстрее, чем при использовании обычной вилки без вставки. Такая вилка несколько дороже чем обычная.

Стандарт USOC определяет оригинальную схему, применяемую в США для передачи речи. Такая конфигурация не подходит для передачи двоичных данных в ЛВС, так как, несмотря на то, что контакты 3 и 6 присоединяются к одной паре проводов, контакты 1 и 2 соединяются с разными парами. Компания AT&T выявила этот недостаток, когда начала проводить исследования пригодности использования в локальных сетях существующей телекоммуникационной инфраструктуры. AT&T опубликовала в 1985 году свой стандарт, названный 258А. Он предусматривает новую схему расположения контактов, в которой соответствующие выводы соединяются с одинаковыми парами. TIA/EIA, которая была образована в 1985 году после развала AT&T, опубликовала этот стандарт в 1995 в качестве приложения к TIA/EIA-T568-А. Он получил название Т568-В. Таким образом, схема расположения контактов, сегодня известная как Т568-В, может показаться более новой, чем 568А, хотя на самом деле она более старая. Схема Т568-В стала широко применяться в США еще до публикации стандарта TIA/EIA-T568-А.

Как можно видеть на рис., стандарт USOC использует другое расположение витых пар, в то время как схемы расположения контактов 568А и 568В одинаковы, за исключением переставленных местами зеленой и оранжевой витых пар. Таким образом, два стандарта функционально идентичны и не один из них не имеет преимущества перед другим до тех пор, пока оба конца кабеля используют одинаковую схему расположения контактов. Готовый кабель промышленного изготовления совместим с любым из этих двух стандартов. Кабель USOC также сейчас выпускается, но он не подходит для применения в ЛВС или других сетях передачи данных.

В большинстве случаев кабель из витой пары монтируется прямо направленно, то есть так, чтобы каждый контакт одного коннектора соединялся с соответствующим ему контактом другого коннектора. Тем не менее, в типичной сети компьютеры используют разные пары проводов для передачи и приема данных. При связи двух машин передаваемый сигнал, генерируемый каждым компьютером, должен быть подан на принимающие контакты другого компьютера. Это означает, что передающая и принимающая пары проводов должны быть перекрещены. Кабели монтируются прямо направленно из-за того, что скрещивание может выполняться концентратором. Однако, если необходимо соединить два компьютера непосредственно, без помощи концентратора, то для этого используется кросс-кабель (crossover cable), иначе называемый перекрестным или разнонаправленным, в котором соответствующие пары проводов перекрещены.

Благодаря тому, что каждый контакт в прямом кабеле соединен с соответствующим ему контактом на другом конце, цвет провода не имеет значения. В силу этого обстоятельства, когда приобретается готовый кабель, схемы расположения контактов 568А и 568В будут функционировать одинаково. Применение кабеля из бухты является тем случаем, когда имеет значение, какой из стандартов взят за основу. Одинаковые цвета на разных концах кабеля надо соединять с одинаковыми контактами, - так будет получено прямонаправленное соединение. Выбор какого-либо одного стандарта и следование ему позволит избежать путаницы, которая может привести к неработающим соединениям.

Присоединение коннекторов к кабелю требует наличия обжимных инструментов, подобных используемым для коаксиального кабеля. За исключением того, что они более сложны, так как имеют дело с восьмью проводниками вместо двух. Тем не менее, готовый фабричный кабель из витой пары встречается намного чаще, чем готовый кабель "тонкий Ethernet". Администратор сети, не имеющий навыка работы с обжимными клещами, может легко приобрести кабель типа "витая пара" с заранее присоединенными коннекторами из широкого диапазона марок, длин и расцветок.

Экранированная витая пара (STP)

STP - это кабель с сопротивлением переменному электрическому току 150 Ом, поддерживающий дополнительное экранирование, которое защищает сигналы от электромагнитных помех (EMI), вызываемых электрическими двигателями, электропроводкой и другими источниками. Изначально применяемый в сетях Token Ring, STP также предназначен для прокладки в тех местах, где кабель UTP не может обеспечить достаточной помехозащищенности.

Экранирование в кабеле STP - не просто дополнительный слой изоляции, как полагают многие. Напротив, провода внутри кабеля заключены в металлическую оплетку, которая имеет такую же проводимость, как и медные провода. Когда эта оплетка правильно заземлена, она, как антенна, преобразует окружающие шумы в электрический ток. Этот ток наводит равные по значению и обратные по направлению токи в витых парах. Противоположно направленные токи нейтрализуют друг друга, в результате помехи не воздействуют на сигнал, передаваемый по проводам.

Баланс между противоположно направленными токами очень важен. Если токи не совпадают полностью, то суммарный ток может быть интерпретирован как шум и сможет повлиять на качество сигнала, передаваемого по кабелю. Чтобы токи были сбалансированы, соединение, взятое в целом, должно быть экранировано и правильно заземлено. Это условие означает, что все компоненты, вовлеченные в соединение, такие как коннекторы и настенные розетки, должны быть также экранированы. Также жизненно важно, чтобы кабель был проложен правильно, то есть, как следует заземлен, и экранирование было без разрывов и повреждений.

Защита от электромагнитных помех в кабеле STP может осуществляться экранами двух типов: фольгой или металлической сеткой. Металлическая сетка - более эффективный экран, но она увеличивает вес, диаметр и стоимость кабеля. Кабель, экранированный фольгой, иногда называется загороженной витой парой(ScTP, sctrrnrd twisted-pair) или фольгтрованной витой парой (FTP, foil twisted-pair). Он тоньше, легче и дешевле, но вместе с тем менее эффективен, и его легче повредить. В обоих случаях процесс монтажа STP сложнее по сравнению с UTP, так как надо стараться не перегнуть кабель слишком сильно, чтобы избежать повреждения экрана. Кабель также может быть подвержен повышенному затуханию и другим проблемам из-за того, что эффективность экранирования сильно зависит от множества факторов, включая материал и толщину экрана, тип и местоположение источника EMI, способ заземления Классификация кабелей STP была определена IBM в ходе разработки протокола Token Ring. Согласно стандарту кабель STP делится на несколько типов:

q Туре 1А. Две пары проводов 22 AWG, каждая из которых завернута в фольгу, с экранирующим слоем (фольги или металлической сетки) вокруг обеих пар и внешней защитной оболочкой из поливинилхлорида (PVC) или тефлона.

q Туре 2А. Две пары проводов 22AWG, по отдельности завернутых в фольгу, с экранирующим слоем (фольги или металлической сетки) вокруг обеих пар плюс четыре дополнительные пары проводов 26 AWG для передачи речи. Все это внутри поливинилхлоридной или тефлоновой оболочки.

q Туре 6А. Две витые пары 22 AWG с экраном из фольги или сетки вокруг обеих пар и внешней изоляцией РЧС или в пленумном исполнении (тефлона).

q Туре 9А. Две витые пары 26 AWG с экраном из фольги или сетки вокруг обеих пар и внешней PVC или тефлоновой оболочкой.

Примечание:

Стандарт TIA/EIA-Т568-А признает только два типа кабеля STP из этого списка: Туре 1А, применяемый для магистралей и горизонтальной кабельной разводки, и Туре 6А для коммутационных кабелей.

Сети Token Ring на базе STP используют большие, запатентованные коннекторы IDC (IBM Data Connector). Однако, в связи с отсутствием кабеля в бухтах и сложностью процесса прокладки большинство современных сетей Token Ring применяют совместно с ними стандартный кабель UTP из четырех пар вместо STP.

Оптоволоконный кабель

Оптоволоконный кабель разительно отличается от всех видов кабеля, рассмотренных ранее в этой главе, так как перенос электрических сигналов по медным проводникам в нем не используется. Вместо этого для передачи двоичных данных применяются световые импульсы. В силу того, что оптоволоконный кабель использует свет (фотоны) вместо электричества, почти все проблемы, присущие медному кабелю, такие как электромагнитные помехи, перекрестные помехи (переходное затухание) и необходимость заземления, полностью устраняются. Вдобавок, чрезвычайно уменьшается погонное затухание, позволяя протягивать оптоволоконные связи без регенерации сигналов на много большие дистанции, достигающие 120 км.